專利名稱：一種評價催化劑的多通道裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種評價催化劑的裝置，特別是評價催化劑的多通道裝置。
背景技術：
催化劑的開發(fā)，需要合成和篩選大量的材料組份、配方以及エ藝參數，所以高效催化劑的研制與快速篩選對于研究者來說具有重要意義。目前實驗室用于脫硝催化劑性能評價都采用單通道固定床微反應器，需要經過在一個反應器中一次進行ー種催化劑的實驗研究的漫長過程，包括對同一個催化劑在不同反應條件下以及不同催化劑在同一反應條件下的催化性能比較研究等。這種傳統(tǒng)的催化劑評價技術評價周期長，篩選效率低，不能滿足快速實現催化劑研發(fā)產業(yè)化的要求。CN 1570612A公開了ー種多通道光解制氫催化劑性能快速評測裝置，它與色譜或紫外光譜儀聯(lián)用，可以用于光催化劑降解污染物性能評測研究。CN 101327417A公開了ー種·克勞斯尾氣加氫脫硫催化劑快速評價反應系統(tǒng)，它的多通道反應裝置由多個固定床反應器并聯(lián)組成，并且每個反應器都通過程序控溫儀獨立地控制反應溫度。該發(fā)明主要實現對克勞斯尾氣加氫脫硫催化劑的ニ氧化硫加氫活性和/或有機疏水解活性的快速評價。不過，在已公開文獻中尚未有多通道裝置用于SCR (選擇性催化還原)脫硝催化劑評價的報導。

實用新型內容本實用新型目的在于提供ー種可應用于SCR脫硝催化劑評價的多通道裝置。本實用新型用于對多個粉末或從陶瓷載體上切割的多個柱狀SCR催化劑的同時評價，包括配氣單元、多通道反應單元、檢測單元、主閥門和選通閥門；所述配氣單元通過主閥門與多通道反應單元相連，多通道反應單元通過選通閥門與檢測單元相連。采用多通道反應單元，能同時對多種催化劑進行評價，縮短了催化劑的評價周期，提高了篩選效率，滿足了快速實現催化劑研發(fā)產業(yè)化的要求。優(yōu)選的，所述主閥門為三通閥，包括第一閥ロ、第二閥口和第三閥ロ ；所述配氣單元包括多個氣瓶；其中，氣瓶與第一閥ロ連接的第一種通道上依次設有減壓閥、球閥、過濾器和質量流量計；所述氣瓶與第一閥ロ連接的第二種通道上依次設有減壓閥、球閥、過濾器、質量流量計、球閥、具有壓カ表的液體灌和第一加熱帶；所述氣瓶與第二閥ロ連接的第三種通道上，依次設有減壓閥、球閥、過濾器和轉子流量計。往第一閥ロ方向的第一、第二通道上依次設有減壓閥、球閥、過濾器和質量流量計，不但避免了氣體剛釋放時對儀表造成損壞，使儀表工作于ー個穩(wěn)定的工作環(huán)境下，提高設備的壽命，也確保設備檢測質量；設有第一加熱帶為防止產生的水蒸氣冷凝。與第二閥ロ相連的第三通道使多通道裝置擁有對催化劑進行吹掃的通道，保證了檢測時催化劑表面潔凈，從而提高了檢測的準確性。優(yōu)選的，所述多通道反應單元設有第一保溫爐、第二保溫爐和加熱爐；所述加熱爐內設有多根石英管，石英管的一端均與第三閥ロ相連，另一端均與選通閥門相連。優(yōu)選的，所述石英管與第三閥ロ相連的通道上設有氣體分配単元，該單元由不銹鋼毛細管組成；所述不銹鋼毛細管設于第一保溫爐內。優(yōu)選的，所述石英管與不銹鋼毛細管相連的通道上設有二通閥，二通閥設于第一保溫爐內。采用不銹鋼毛細管分配流量，因為不銹鋼毛細管管徑小，所以氣體流過后造成的壓降足夠大，而它之后的管路造成的壓降相對就可以省略，因此能夠實現對反應氣的均勻分配；又因為毛細管的材質為不銹鋼，不需要額外的保護裝置，因此操作簡單方便。優(yōu)選的，所述選通閥門包括多通接頭和多位選通閥；所述多位選通閥的一接ロ通過多通接頭與石英管相連，另ー接ロ與檢測單元相連；所述多通接頭和多位選通閥設于第ニ保溫爐內。優(yōu)選的，所述檢測單元設有檢測儀，檢測儀與選通閥門相連；所述檢測儀與選通閥門相連的通道上設有過濾器，該通道上還設有第二加熱帶。檢測儀與選通閥門相連的通道上設有過濾器，該通道上還設有加熱帶，不但除去氣體中容易堵塞檢測儀進氣管的細小顆粒，也防止產生的水蒸氣冷凝。優(yōu)選的，所述檢測儀與選通閥門相連形成的通道上設有分支通道，分支通道上設有尾氣處理瓶；所述尾氣處理瓶與過濾器之間設有截止閥，截止閥與過濾器之間設有壓カ表；所述尾氣處理瓶還與選通閥門相連，尾氣處理瓶與選通閥門之間設有截止閥，截止閥與選通閥門之間設有壓力表；所述尾氣處理瓶還設有與大氣相連通的管道。尾氣處理瓶把反應后的氣體進行收集，除去污染環(huán)境的有害氣體，同時保障了操作人員的健康與安全。

圖I是本實用新型的示意圖。圖2為本實用新型四位選通閥的結構圖。
具體實施方式
本實用新型的實施例如圖I所示,包括配氣單元、多通道反應單元和檢測單元；所述配氣単元通過三通閥11與多通道反應單元相連，多通道反應單元依次通過非標四通接頭17和四位選通閥18與檢測單元相連；所述三通閥11包括第一閥ロ、第二閥口和第三閥□。所述配氣單元設有5個氣瓶1，配氣單元還包括減壓閥2、球閥3、過濾器4和質量流量計5。氣瓶I與第一閥ロ連接的第一種通道上依次設有減壓閥2、球閥3、過濾器4、質量流量計5。此時氣瓶I根據需要設置為多個，則第一種通道為并聯(lián)的多個氣瓶I連接到第一閥ロ的通道。所述氣瓶I與第一閥ロ連接的第二種通道上依次設有減壓閥2、球閥3、過濾器4、質量流量計5、球閥7、具有壓カ表8的液體灌9和第一加熱帶10 ；所述氣瓶I與第二閥ロ連接的第三種通道上，依次設有減壓閥2、球閥3、過濾器4和轉子流量計6。所述多通道反應單元設有第一保溫爐14、第二保溫爐19和加熱爐16 ;所述加熱爐16內設有4根石英管15，石英管15的一端均與第三閥ロ相連，另一端均與選通閥門相連。所述石英管15與第三閥ロ相連的通道上設有 二通閥13和氣體分配単元，該單元由不銹鋼毛細管12組成；所述二通閥13設于石英管15與不銹鋼毛細管12之間；所述二通閥13和不銹鋼毛細管12設于第一保溫爐14內。所述選通閥門包括非標四通接頭17和四位選通閥18 ;所述四位選通閥18的一接ロ通過非標四通接頭17與石英管15相連，另ー接ロ與檢測單元相連；所述非標四通接頭17和四位選通閥18設于第二保溫爐19內。所述檢測單元設有檢測儀21，檢測儀21與四位選通閥18相連；所述檢測儀21與四位選通閥18相連的通道上設有過濾器20，該通道上還設有第二加熱帶25。所述檢測儀21與四位選通閥18相連形成的通道上設有分支通道，分支通道上設有尾氣處理瓶24 ;所述尾氣處理瓶24與四位選通閥18之間設有截止閥23，截止閥23與四位選通閥18之間設有壓カ表22 ;所述尾氣處理瓶24還與四位選通閥18相連，尾氣處理瓶24與四位選通閥18之間設有截止閥23，截止閥23與四位選通閥18之間設有壓カ表22 ；所述尾氣處理瓶24還設有與大氣相連通的管道。圖2為本實用新型的四位選通閥18的結構示意圖，包括通道一 26、通道ニ 27、通道三28和通道四29，其均通過非標四通接頭17與石英管15相連。當通道一 26內的尾氣被選擇進入檢測儀進行分析，其他三個通道的尾氣混合后進入尾氣處理瓶吸收后排空。根據所需的采樣時間，切換多位選通閥，使得通道ニ 27內的尾氣被選擇進入檢測儀進行分析，其他三個通道的尾氣混合后進入尾氣處理瓶吸收后排空，依次循環(huán)，即可在線檢測各個通道內的反應氣體。下表為本實用新型流量分配實驗結果
ii-tS 遵道二流S IlHilS HiIS (■L/iin) (iL/iin) viL/iin) (iL/iin)
I240.4 240.4 242.4 243.3
I240,4 240.4 242,4 243.3
3239.5 240.4 242,4 244.3
4240.4 240.4 242,4 244.3
5240.4 240.4 243.3 244.3 平均 240.2 240.4 242,5 243,9
算術平均值24L 75
_働差I. W
相對嵌隹偏差(X)0.73下面結合具體實施例對本發(fā)明作進ー步說明，并不對本發(fā)明構成任何限制。實施例I :粉末催化劑空白及平行性實驗。[0039]石英管15分別裝催化劑甲、空白、催化劑甲、空白；氣瓶I吹掃氣選用N2，加熱爐16對石英管15進行加熱，將催化劑加熱至650°C;此時三通閥11關閉氣瓶I中反應氣與多通道反應單元的通道，打開氣瓶I中吹掃氣與多通道反應單元的通道，氣瓶I放出吹掃氣對催化劑進行吹掃2h ;待催化劑冷卻至室溫，切換三通閥11，通入氣瓶I內的反應氣體以進行程序升溫反應；反應氣體分別為NH3/Ar, N0/Ar, 02/Ar, He/Ar，其中He/Ar通過液體灌9，液體灌9內裝有水；液體灌9控制溫度為50°C，以產生適量的水蒸氣；液體灌9出口至第一保溫爐14之的間管路控制溫度為60°C ;第一保溫爐14控溫80°C ;第二保溫爐19控溫IOO0C ;第二保溫爐19與檢測儀21之間的管路控制溫度為110°C，防止產生的水蒸氣冷凝；加熱爐16從室溫到650で，升溫速率為2で/min;四個石英管15通過四位選通閥18切換，依次用檢測儀21檢測其中某個通道尾氣中的成分，其他三路通道中的殘留氣體通過尾 氣處理瓶24吸收后排空。實施例2 :同時評價四個粉末催化劑實驗。石英管15分別裝催化劑甲、催化劑こ、催化劑丙、催化劑丁 ；氣瓶I吹掃氣選用N2，加熱爐16對石英管15進行加熱，將催化劑加熱至650°C ;此時三通閥11關閉氣瓶I中反應氣與多通道反應單元的通道，打開氣瓶I中吹掃氣與多通道反應單元的通道，氣瓶I放出吹掃氣對催化劑進行吹掃2h ;待催化劑冷卻至室溫，切換三通閥11，通入氣瓶I內的反應氣體以進行程序升溫反應；反應氣體分別為NH3/Ar，N0/Ar, 02/Ar, He/Ar，其中He/Ar通過液體灌9，液體灌9內裝有水；液體灌9控制溫度為50°C，以產生適量的水蒸氣；液體灌9出ロ至第一保溫爐14之的間管路控制溫度為60°C ;第一保溫爐14控溫80°C ;第二保溫爐19控溫100°C ;第二保溫爐19與檢測儀21之間的管路控制溫度為110°C，防止產生的水蒸氣冷凝；加熱爐16從室溫到650で，升溫速率為2で/min;四個石英管15通過四位選通閥18切換，依次用檢測儀21檢測其中某個通道尾氣中的成分，其他三路通道中的殘留氣體通過尾氣處理瓶24吸收后排空。實施例3 :同時評價四個整體式催化劑小樣實驗。石英管15分別裝整體式催化劑小樣甲、整體式催化劑小樣こ、整體式催化劑小樣丙、整體式催化劑小樣丁 ；氣瓶I吹掃氣選用N2，加熱爐16對石英管15進行加熱，將催化劑加熱至650°C;此時三通閥11關閉氣瓶I中反應氣與多通道反應單元的通道，打開氣瓶I中吹掃氣與多通道反應單元的通道，氣瓶I放出吹掃氣對催化劑進行吹掃2h ;待催化劑冷卻至室溫，切換三通閥11，通入氣瓶I內的反應氣體以進行程序升溫反應；反應氣體分別為NH3/Ar, N0/Ar, 02/Ar, He/Ar，其中He/Ar通過液體灌9，液體灌9內裝有水；液體灌9控制溫度為50°C，以產生適量的水蒸氣；液體灌9出ロ至第一保溫爐14之的間管路控制溫度為60°C ;第一保溫爐14控溫80°C ;第二保溫爐19控溫100°C ;第二保溫爐19與檢測儀21之間的管路控制溫度為110°C，防止產生的水蒸氣冷凝；加熱爐16從室溫到650で，升溫速率為2 V /min ;四個石英管15通過四位選通閥18切換，依次用檢測儀21檢測其中某個通道尾氣中的成分，其他三路通道中的殘留氣體通過尾氣處理瓶24吸收后排空。在以上實施方式的基礎上改進的也視為專利的保護范圍。
權利要求1.一種評價催化劑的多通道裝置，用于對多個粉末或從陶瓷載體上切割的多個柱狀SCR催化劑的同時評價，其特征在于包括配氣單元、多通道反應單元、檢測單元、主閥門和選通閥門；所述配氣単元通過主閥門與多通道反應單元相連，多通道反應單元通過選通閥門與檢測單元相連。
2.根據權利要求I所述的評價催化劑的多通道裝置，其特征在于所述主閥門為三通閥，包括第一閥ロ、第二閥口和第三閥ロ ；所述配氣単元包括多個氣瓶； 其中，氣瓶與第一閥ロ連接的第一種通道上依次設有減壓閥、球閥、過濾器和質量流量計； 所述氣瓶與第一閥ロ連接的第二種通道上依次設有減壓閥、球閥、過濾器、質量流量計、球閥、具有壓カ表的液體灌和第一加熱帶； 所述氣瓶與第二閥ロ連接的第三種通道上，依次設有減壓閥、球閥、過濾器和轉子流量計。
3.根據權利要求I所述的評價催化劑的多通道裝置，其特征在于所述多通道反應單元設有第一保溫爐、第二保溫爐和加熱爐；所述加熱爐內設有多根石英管，石英管的一端均與第三閥ロ相連，另一端均與選通閥門相連。
4.根據權利要求3所述的評價催化劑的多通道裝置，其特征在于所述石英管與第三閥ロ相連的通道上設有氣體分配単元，該單元由不銹鋼毛細管組成；所述不銹鋼毛細管設于第一保溫爐內。
5.根據權利要求4所述的評價催化劑的多通道裝置，其特征在于所述石英管與不銹鋼毛細管相連的通道上設有二通閥，二通閥設于第一保溫爐內。
6.根據權利要求3所述的評價催化劑的多通道裝置，其特征在于所述選通閥門包括多通接頭和多位選通閥；所述多位選通閥的一接ロ通過多通接頭與石英管相連，另ー接ロ與檢測單元相連；所述多通接頭和多位選通閥設于第二保溫爐內。
7.根據權利要求I所述的評價催化劑的多通道裝置，其特征在于所述檢測單元設有檢測儀，檢測儀與選通閥門相連；所述檢測儀與選通閥門相連的通道上設有過濾器，該通道上還設有第二加熱帶。
8.根據權利要求7所述的評價催化劑的多通道裝置，其特征在于所述檢測儀與選通閥門相連形成的通道上設有分支通道，分支通道上設有尾氣處理瓶；所述尾氣處理瓶與過濾器之間設有截止閥，截止閥與過濾器之間設有壓カ表；所述尾氣處理瓶還與選通閥門相連，尾氣處理瓶與選通閥門之間設有截止閥，截止閥與選通閥門之間設有壓カ表；所述尾氣處理瓶還設有與大氣相連通的管道。
專利摘要一種評價催化劑的多通道裝置，用于對多個粉末或從陶瓷載體上切割的多個柱狀SCR催化劑的同時評價，包括配氣單元、多通道反應單元、檢測單元、主閥門和選通閥門；所述配氣單元通過主閥門與多通道反應單元相連，多通道反應單元通過選通閥門與檢測單元相連；本實用新型涉及一種評價催化劑的裝置，特別是評價催化劑的多通道裝置，目的在于提供一種用于SCR脫硝催化劑評價的多通道裝置。
文檔編號G01N31/10GK202453333SQ20112049246
公開日2012年9月26日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權日2011年12月1日
發(fā)明者汪加林, 范群, 蕭劍鳴, 趙向云, 韓暉 申請人:廣州市威格林環(huán)?？萍加邢薰?br>